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什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?影响霍尔电势的因素有哪些?

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 17:38:21
什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?影响霍尔电势的因素有哪些?
什么是霍尔效应?霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关?影响霍尔电势的因素有哪些?
霍尔效应[1]是磁电效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的.当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应.这个电势差也被叫做霍尔电势差.
霍尔效应的原理
导体中的电荷在电场作用下沿电流方向运动,由于存在垂直于电流方向的磁场,电荷受到洛伦兹力,产生偏转,偏转的方向垂直于电流方向和磁场方向,而且正电荷和负电荷偏转的方向相反,这样就产生了电势差.补充上面的人:正电荷与负电荷偏转的方向是相同的,只是因为导体中导电的是电子,所以只有电子偏转,才会有在两面有电压.在半导体中,有两种载流子(空穴与自由电子),而它们的偏转方向是相同的,产生的电压也只是多数载流子与少数载流子之差,即表现了多数载流子的效果.正是因为这样,所以才能利用霍尔效应来判断N、P型半导体.上面作补充这位:正负电荷的偏转方向是相同的,你从哪里听说的呢?另外,导体能够导电,是导体中的电子在外电场作用下作定向运动的结果,但一般并不会说来固体导电就是全靠电子,因为在原子的能带结构里面,在价带中(导体的价带是半满带)电子可以在外电场的作用下作定向运动,而因为导体的价带中电子是半满的,所以才不分少子和多子,也就是大家习惯说的“导体中导电的是电子”.但是对于半导体甚至绝缘体,在价带是满带,也就是全被电子所占据,在一定的条件先,价带中的电子跃迁到导带中,成为自由电子,而在价带中留下一些“空洞”,这些“空洞”我们习惯成“空穴”(也就是大家平常说的“正电子”,它带正电),但实质上,是没有空穴这种东西的,只不过是在半导体中,为了简单化的描述它的一些特性或原理,大家喜欢用数量小的东西去描述,以简单化,才出来“空穴”这个东西.但话说回来,如果从最最本质的导电原理来说,确实导电都是电子做定向运动的结果,但我们一般不会这么说.但是你说两种载流子的偏转方向相同,这肯定不对,他们一个带正电,一个负电,受到的力的作用刚好相反.补充:但是两种载流子的速度方向是相反的,所以综合起来若电流方向确定,不同载流子(空穴与电子)受到的力是同一方向的,偏转方向相同,但由于带电类型不同,故两种情况AB电势差正负相反.故因此可通过测AB两端电压极性,判断材料导电类型(如N型半导体多数载流子为电子,P型多数载流子为空穴),由上图就可以得到很好的阐释